固定翼无人机遥感技术在陆表动态变化的研究及应用

固定翼无人机遥感技术在陆表动态变化的研究及应用

王冬新 李小林

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摘要：近年来，无人机技术已经在许多领域得到了广泛的应用，科技水平也在不断的提升当中，在飞行遥控能力、续航能力等技术层面也得到了显著性的进展。而无人机遥感技术作为近年来最热点的研究，在未来的学术界及实际使用中都有着很大的发展空间。本文基于陆表动态变化，探讨了无人机在一次航空摄影中的经验和感受，为无人机遥感技术的未来发展奠定了基础。

关键词：固定翼无人机；遥感技术；陆表动态变化

引言

固定翼无人机的遥感技术机动性强，采集数据速度快、能够进行有效地低空飞行。就遥感数据进行建模和应用技术的分析，能够帮助相关人员进行工作处理。基于此，无人机遥感技术在灾害预测、应急救援等方面能够很快做出反应以及灾害评估，能够为防灾救援提供准确地数据支撑并有效保障无人机飞行的安全、稳定。

1无人机指挥控制站系统

构建无人机指挥控制站，即地面控制站（CGS），凭借此系统有效检测无人机任务、飞行状态以及控制地面的设备。地面控制站主要是由便携式计算机、传输数据电台、遥控装置、监控软件以及天线、地面站电源等部分组成。对于需要上传飞行速度以及飞行区域等数据的无人机来说，不仅能够规划航路、飞行高度，还能够控制飞行高度，实时监测无人机的飞行状态，进而采集符合要求的相关数据。

2技术流程

本文通过九寨沟的陆表动态变化为例，采用小型的无人机遥感技术对相关的对象进行探测，有效开展了关于图像、照片、地质灾害等工作的解译。为无人机遥感技术的数据采集、分析及处理提供了完整的技术流程支持，也为无人机监测地质灾害等提供了有效的数据参考。

2.1适航条件分析

首先根据影响因素，分析在九寨沟监测任务适航条件：

第一：九寨沟属于高海拔地区，在这样的地区空气分层可能不会太稳定，所需瞬时风力会比较大，地面上的风也会较大。当从高海拔地区向下进行移动时，可能会因为风动量的不断变化，而引起地面强风变化，进而改变风向，导致无人机在飞行阶段出现问题。

第二：在九寨沟，周边山区的地形对气流的影响是很严重的，气流在山区或是高原，很有可能会被阻挡，被迫转换方向或流速，进而形成湍流、山波以及风切变等现象。在相对强风状态下，会产生更多的风力扰动，使得湍流速度更快，很可能会使得无人机飞机失速，使得整个飞行过程的安全风险增大。

第三：在部分的高原地区雨天较多，不利于无人机飞机航拍，地面出现强湍流以及风动量的输送，在午后到傍晚这段极易出现暴雨、冰雹的时间段，可能会造成大量的低云或者大雾，对于无人机的能见度以及自身性能都有着直接的影响。

第四：在九寨沟地区的日温差较大，因此天气变化的频率很快，各种气体可能会在很短的时间内就反反复的出现。以雷雨现象为例，一场雷雨可能需要耗时30分钟左右，但是风向却发生了千变万化，在不到5分钟之内就可能会发生180°的变化，空气的能见度也可能不用几分钟就从10公里可见变为0公里可见，也可能几分钟就恢复回来，因此对于无人机设备的性能和功能都有着重大影响。

2.2起降场地选择

第一：起降场地对于无人机的安全是非常重要的，在无人机的起降阶段发生事故的可能性最高，一旦选择不好起降场地就可能会出现事故。结合九寨沟的实地考察，能够发现在九寨沟的街道都是比较窄的，房屋基本是一个阶梯式的分布。经常街的一边是房屋，另一边就是悬崖，因此出现问题很难跳伞保证安全，整个路上也很容易就发现倒塌的房屋及杂物。基于此，可以适当地放款起降点选择的政策，在资料完整的情况下，及时无人机受到了损害，也是能够接受的。

第二：在选择起降地时要注意起降场相对平坦，能见度好的位置，对于单向的区域内应该较为宽广，没有高的建筑物及高压电线，避开人口密集区域，在地面上也需要尽量平坦，没有基坑、凸起、池塘等。与此同时，可以利用GPS技术来记录起降场地的位置以及周边的坐标。利用所记录的数据进一步计算相对飞行高度，进而避免飞行事故的发生。

2.3飞行前准备

第一：要做好飞行前的最后准备，需要结合不同无人机机型的性能，选择更为合适的进行任务。在九寨沟，可以发现，需要的机型能够体积小、操作简单，同时滑翔能力需要更强，能够在比较窄的位置起降，经过对于，选择单兵1号无人机执行相关的任务效果更好。

第二：选好机型之后，由地面站控制人员根据航拍的具体要求，规划好飞行的任务路线，保证整个全程不漏拍。相关人员应该针对无人机的地面站设备、任务载荷、飞行平台以及电源等多个系统进行检查和调试，确保飞行的稳定、安全。

2.4飞行控制和操作

第一：整个飞行过程由专门的控制小组统筹管理。地面站的控制员、飞行员以及地勤人员应该就航线图进行分析，明确好路线之后，由飞行员和地勤人员负责无人机起降。

第二：确定无人机已经飞行到了预定的高度，飞行员可以判断无人机的实际行驶情况，等到稳定行驶之后，在转换自动驾驶的模式。与此同时，在地面站的控制人员也要实时的进行指令，规划无人机的目标探测计划和区域行驶计划。

第三：等到监测的航路完成之后，无人机会开启自动返航模式，再次到达预定高度了之后，就可以转换回人工操作，最终在预定着陆点降落。在整个降落的阶段还需要地面站控制人员仍需要及时的向飞行人员实时播报无人机的速度及降落高度，促使飞行员能够进一步预测无人机的降落时间，进而保障整个过程的安全。

结语

总而言之，固定翼无人机的快速发展也为遥感技术带来了新的发展希望，它通过操作简单、成本低、安全系数高等特征，成为了地质灾害等应急救援的技术保障。在新时代，结合雷达、光谱传感器等新兴技术，无人机遥感技术能够有效弥补卫星由于天气情况、时间等有限条件下没有办法进行实时监测的劣势，也能够克服在检测过程中，遇到的长时间有限性、恶劣天气、危险环境等情况的影响。为地面灾害能够提供丰富的数据支撑，也为相关的救援工作提供了位置范围。相信在不久的将来，它还能够在许多不同的领域上继续发挥更加积极、正面的作用。

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